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一種緩解策略是氣動彈性顫振分析，它可以提供有關顫振行為的更多詳細信息，并確定確保飛機安全所需的設計變更。 在本文中，讓我們進一步了解顫振的概念以及氣動彈性顫振分析在飛機性能中的重要性。 什么是氣動彈性顫振？ 氣動彈性顫振是由于氣動載荷與結構之間的相互作用而在飛行器中發生的高頻振動。當飛機在空中移動時，空氣動力可能導致飛機結構變形。反過來，施加到結構上的空氣動力載荷也會發生變化。

同時，作為同一計劃中的一部分，MSC 軟件已利用其仿真工具開發出創新的非線性結構分析—計算流體力學解決方案，這樣可以進一步優化飛機的氣動彈性模型，提高仿真逼真度，從而減少流體—結構分析預測中的不確定性。氣動彈性 CFD 機動工具包可降低飛機建模過程中的不確定性，從而提高所建立的 CAE 模型的準確性、避免飛機設計過于保守，并可減輕未來飛機的重量。

針對傳統商業有限元在處理變剛度復合材料（VSCL）與變厚度幾何時存在的網格畸變、計算耗時長、非線性極易發散等痛點，本人開發了一套基于 MATLAB 的高階半解析氣動彈性求解器。本求解器直接基于連續介質力學方程進行離散，可實現復合材料板殼/懸臂翼面的極速參數掃描與深區非線性分岔追蹤。現分享部分計算結果，并承接相關復雜工況的定制計算與數據圖表輸出。

本案例適合哪些人學習：1、學習型仿真工程師2、理工科院校學生你會得到什么：1、掌握氣動手指分析部件的三維模型繪制2、理解氣動手指分析的靜力學分析步的建立3、學習氣動手指材料參數的設置4、了解超彈性靜力學網格的劃分5、學習壓力載荷的施加6、學習結果后處理的查看與對比案例介紹：所使用軟件為ABAQUS2018.

隨著現代飛機柔性的增大，飛機系統與飛行控制系統之間耦合變得不可忽略，飛機結構彈性振動信號與剛體運動信號一起被傳感器接收，經飛行控制系統處理后驅動舵面偏轉，偏轉產生的氣動力變化激勵機體產生振動，也會影響飛機的顫振特性，這類現象可稱為氣動伺服彈性。

在眾多的氣動彈性問題中，顫振是一個十分突出的問題。顫振是指在氣流中運動的結構，在空氣動力、慣性力和彈性恢復力的相互作用下而產生的一種自激振動。當結構的飛行速度低于顫振速度時，振動是衰減的；等于顫振速度時，保持等幅振動；大于顫振速度時，振動系統從氣流中吸取的能量大于結構阻尼力引起的能量耗損，會發生動力響應耦合、氣動彈性耦合，結構會由于振幅不斷擴大而迅速破壞，從而誘發顫振。

馬剛等[10]對某半潛式浮式風力機開展氣動-水動-伺服-彈性耦合數值模擬，預報不同向變極端相干陣風（ECD）工況與浪流耦合環境下系統的氣動和水動響應，發現在9s左右所研究浮式風力機的系泊張力最大，可能造成系泊線的斷裂，這是影響系泊安全的關鍵參數。針對系泊失效下漂浮式風力機浮動特性及動態響應方面，亦有學者開展了相關研究。

圖3 冷卻塔不同氣候條件氣動合力對比 在剛性模型底部安裝了六分量動態天平裝置，用于測量在龍卷風試驗中作用于冷卻塔的氣動合力。

通過振型分析，認為較低頻率的前六階振動對氣動噪聲影響較大，為設計低噪聲風機提供了借鑒。下一步將計算葉輪流場，得到葉片流場受力并對葉輪作諧波分析，通過氣動聲 學公式預測噪聲的大小，以期望獲得葉輪振動對氣動噪聲的具體量值。文章來源：正脈科工CAE

如今 SMC 已發展成一家全球規模的氣動行業領軍企業，公司早期設立的名稱“SMC”(Sintered Metal Company，意為“燒結金屬公司”)由于已在世界享有多年盛譽而被沿用至今，成為了全球統一的公司名稱。

因此，研究葉片的氣動彈性特性在渦輪機械設計中具有重要意義。 氣動彈性現象可分為兩類：強迫響應和顫振。通常，顫振是一種異步自激振動，通常以與較低葉片或耦合葉片盤固有頻率之一相對應的頻率發生。另一方面，轉子葉片的強制響應共振通常由周期性氣動強制函數產生，頻率為系統固有頻率的整數倍。 通常，葉片盤設計為具有相同的葉片，但由于制造公差、磨損和其他原因，各個葉片之間總是存在隨機偏差。

聲學-結構邊界與氣動-聲學界面一起耦合到多孔材料（比奧模型）與建模域多孔彈性波的接口。這也包括了基于 FEM 和 BEM 的聲學接口。該特征添加了流體在邊界上連續性，其來自于多孔材料中的彈性波上的流體壓力的邊界載荷，以及流體經歷的多孔基質骨架的正法向加速度。該多孔結構邊界用于耦合的多孔結構域（比奧模型）彈性多孔波接口與固體力學，殼，膜，或多體動力學的界面。

該程序主要是基于丹麥技術大學風能部門的氣動彈性設計項目開發的，已在眾多研究項目和工業應用中使用。HAWC2是以載荷計算為主體的仿真軟件，將外部條件與機組運行狀態相關聯。外部條件可包括風況、波浪、土壤特性的輸入，施加的載荷通過氣動、水動、結構等模型計算相互作用。</p><p>本欄目將針對HAWC2的功能介紹和實際操作進行詳細的教學，后續也會推出更多風電行業相關的技術教學。

艾默生的基士敦（Keystone）品牌于20世紀50年開發了彈性閥座蝶閥系列，更緊湊、更輕的設計滿足用戶應對外漏和安全挑戰的需求。彈性閥門蝶閥主要用于在低壓、低溫環境中替代閘閥，如廠區公用設施、樓宇暖通空調等工業行業需要氣泡級密封的工況中。其采用橡膠襯里，對中閥板設計，這意味著閥板和閥桿位于閥體和管道的中心。閥板旋轉90o完成從全關到全開的行程，可以與手動、電動和氣動執行機構配套。

傳統葉片流固耦合方法在處理風扇/壓氣機氣動彈性問題時通常面臨以下挑戰： 單向流固耦合仿真：在跨音葉柵流場中，葉片大幅振動會對邊界層分離、激波以及葉頂泄露流產生強烈相互作用而形成強耦合多物理場，難以進行單向耦合解耦； 基于頻域分析的多物理場仿真：無法準確模擬整個時間歷程下的結構振動情況和流場流動形態，難以對葉片流動與振動的相互作用進行詳細研究；

日本Tacoma Narrows斜拉橋利用MSC Nastran氣動彈性分析模塊，對大跨度橋梁及超高層建筑進行氣動彈性分析，分析因為風載引起的剛度問題，氣動力不穩定現象，如渦流、顫振等。